CC BY
20Оригинальная статья / Original article
УДК 579.695; 546.85; 502.55; 661.63
DOI: https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-4-410-421
Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности белого и красного фосфора
© А.З. Миндубаев1, Э.В. Бабынин2, А.Д. Волошина2, Е.К. Бадеева4, С.Т. Минзанова5, Л.Г. Миронова6
1 3456Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова "Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр РАН", Казань, Россия 2Казанский федеральный университет, Казань, Россия
Резюме: Элементный (белый и красный) фосфор является одним из самых опасных загрязняющих объекты окружающей среды веществ. Источником его поступления в окружающую среду являются объекты военной промышленности. В предыдущих работах нами впервые были получены культуры микроорганизмов (грибов и стреп-томицетов), растущих в средах с содержанием элементного фосфора. Это - первый известный пример его включения в биосферный круговорот фосфора. Цель настоящей работы - изучить возможности микробиологической деградации элементного фосфора как метода детоксикации и утилизации фосфора в окружающей среде. Самая высокая концентрация, испытанная в ходе данного исследования, соответствует превышению ПДК белого фосфора в сточных водах в 5103, а в питьевой воде - в 1108 раз. Впервые проведена селекция на рост устойчивости культур. Идентифицированы микроорганизмы, растущие на белом фосфоре,как новые штаммы Aspergillus niger и Streptomyces sampsonii, которым были присвоены номера A. Niger АМ1 S. sampsonii А8 соответственно. Показано, что штаммы грибов Aspergillus niger адаптируются к токсиканту лучше, чем бактерии.
Ключевые слова: биодеградация, белый фосфор, красный фосфор, защита окружающей среды, химическое загрязнение, Aspergillus niger, Streptomyces sampsonii
Информация о статье: Дата поступления 6 ноября 2019 г.; дата принятия к печати 6 декабря 2019 г.; дата онлайн-размещения 31 декабря 2019 г.
Для цитирования: Миндубаев А.З., Бабынин Э.В., Волошина А.Д., Бадеева Е.К., Минзанова С.Т., Миронова Л.Г. Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности белого и красного фосфора. XXI век. Техносферная безопасность. 2019;4(4):410-421. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-4-410-421
Disposal of first class hazard eco toxicants of white and red phosphorus
Anton Z. Mindubaev, Edward V. Babynin, Alexandra D. Voloshina, Elena K. Badeeva, Salima T. Minzanova, Lyubov' G. Mironova
1Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, FRC Kazan Scientific Center of RAS, Kazan, Russia 2Kazan federal university, Kazan, Russia
Abstract: Elemental (white and red) phosphorus is one of the most dangerous pollutants. Its main source is the military industry. In previous research, we obtained microorganisms (fungi and streptomycetes) growing in media containing elemental phosphorus. This is the first known example of its inclusion in the phosphorus biosphere cycle. The aim of this article is to study possibilities of microbiological degradation of elemental phosphorus as a method of detoxification and utilization of phosphorus in the environment. The highest concentration corresponds to an excess of white phosphorus MPC in wastewater 5-103 and in drinking water - 1108 times. Selection for the growth of crop stability was carried out for the first time. Microorganisms growing on white phosphorus were identified as new strains of Aspergillus niger and Streptomyces sampsonii, which were assigned numbers A. Niger AM1 and S. sampsonii A8, respectively. Strains of Aspergillus niger fungi can adapt to the toxicant better than bacteria.
А.З. Миндубаев, Э.В. Бабынин, А.Д. Волошина, Е.К. Бадеева, С.Т. Минзанова, Л.Г. Миронова.
Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности... Anton Z. Mindubaev, Edward V. Babynin, Alexandra D. Voloshina, Elena K. Badeeva, Salima T. Minzanova, Lyubov' G. Mironova. Disposal of first class hazards eco toxicants white...
Keywords: biodegradation, white phosphorus, red phosphorus, environmental protection, chemical pollution, Aspergillus niger, Streptomyces sampsonii
Information about the article: Received November 6, 2019; accepted for publication December 6, 2019; available online December 31, 2019.
For citation: Mindubaev AZ, Babynin EV, Voloshina AD, Badeeva EK, Minzanova ST, Mironova LG. Disposal of first class hazards eco toxicants white and red phosphorus possibility. XXI century. Technosphere Safety. 2019;4(4):410-421. (In Russian). https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-4-410-421
1. Введение
Белый фосфор (Р4) широко применяется в промышленности и является основным соединением при производстве лекарств, фосфорных удобрений, полимеров, красного фосфора и ряда других важнейших веществ и материалов. По литературным данным, доля России в мировом потреблении белого фосфора в 2004 г. составляла 5,7%, а Казахстана, Китая, США, Западной Европы и Индии - 8,1%, 71,1%, 8,6%, 5,8% и 0,7% соответственно [11]. Поэтому существует возможность попадания белого фосфора в окружающую среду. Белый фосфор - один из самых опасных и ядовитых загрязнителей окружающей среды [10].
Высокая химическая активность белого фосфора, обусловленная напряжением связей в молекуле Р4, определяет его токсичность. Летальная доза белого фосфора для взрослого мужчины составляет 0,05-0,1 г. Норма ПДК паров фосфора в воздухе рабочей зоны - 0,03 мг/м3, что соответствует первому классу опасности. Временно допустимая концентрация белого фосфора в атмосферном воздухе населенных мест - 0,0005 мг/мз, ПДК в питьевой воде - 0,0001 мг/л [1,10]. Хроническое отравление приводит к глубокой инвалидности. Наиболее известный симптом отравления белым фосфором - остеопороз, возникающий в результате нарушения кальций-фосфорного обмена [3].
2. Актуальность исследования
Горючесть и токсичность белого фосфора обусловили его применение в военных целях, в качестве зажигательного оружия (рис. 1, а). Протокол III к «Конвенции о конкретных видах обычного оружия» 1980 г. [15, 17] официально запрещает использование Р4 в военных целях. Однако запрет постоянно нарушается,
что влечет за собой человеческие жертвы и сильное загрязнение объектов окружающей среды. Эффективные методы очистки природных сред от этого загрязнителя до сих пор не созданы [10]. Угроза применения белого фосфора в террористических целях определяется и сравнительной легкостью его получения. Согласно [2], белый фосфор можно получать пиролизом без доступа воздуха практически любого вещества или материала, содержащего фосфор.
Красный фосфор значительно менее опасен для объектов среды по сравнению с белым. Но для этой аллотропной модификации элемента также не известны примеры утилизации живыми организмами.
В то же время фосфор обладает уникальным качеством. Будучи в виде простого вещества сильнейшим ядом, в окисленном состоянии это - биогенный элемент, абсолютно необходимый всем живым организмам (рис. 1, Ь). Задача состоит в том, чтобы найти эффективный и экологически безвредный способ окисления элементного, в первую очередь белого фосфора, до фосфата. Для этой цели предлагается использовать микроорганизмы, что, например, установлено в ряде работ для обезвреживания промышленных стоков от фосфора [24].
На рис. 1, c приведена схема примеров усвоения различных токсичных веществ в едином метаболическом пути, демонстрирующая биохимию микроорганизмов многих исследований [7, 9, 16, 19, 20, 23]. Включение формальдегида и получаемого из каменноугольной смолы индола в состав сахаров и аминокислот -убедительный пример биодеградации. Синтезы метанола из метана осуществляется метано-трофными бактериям; серина и фруктозы из формальдегида - некоторыми метилотрофны-ми бактериями и дрожжами; триптофана из ин-
2019;4(4):410-421
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
ШЖ
411
ЭКОЛОГИЯ ECOLOGY
дола и серина - рядом бактерий, растений и грибов. Поэтому актуальным представлялось изучение возможности биодеградации такого опасного ксенобиотика как белый фосфор. Данная работа является продолжением цикла работ, в которых показано, что микроорганизмы выживают при контакте с таким вредным веще-
ством как белый фосфор, адаптируются к его присутствию в среде и перерабатывают его в менее опасные соединения [4, 5].
Цель работы - изучение возможности микробиологической деградации элементного фосфора как метода детоксикации и утилизации фосфора в окружающей среде.
Рис. 1. Фосфор в различных формах: а - взрыв фосфорной бомбы во время Вьетнамской войны [13];. b - предельно окисленная форма фосфора - фосфат - является подкормкой для растений
и играет важнейшую роль в существовании абсолютно всех форм жизни [12]; c -схема усвоения сразу нескольких токсичных веществ в едином метаболическом пути, демонстрирующая совершенство биохимии микроорганизмов
Fig.1. Forms of phosphorus: а - Explosion of a phosphorus bomb during the Vietnam War [13]; b - the final oxidized form of phosphorus, phosphate is a food source for plants. It plays a crucial role
for all forms of life [12];
c -Scheme illustrates the coassimilation of several toxic substances in a single metabolic pathway, demonstrating the perfect nature of the biochemistry of microorganisms
c
А.З. Миндубаев, Э.В. Бабынин, А.Д. Волошина, Е.К. Бадеева, С.Т. Минзанова, Л.Г. Миронова.
Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности... Anton Z. Mindubaev, Edward V. Babynin, Alexandra D. Voloshina, Elena K. Badeeva, Salima T. Minzanova, Lyubov' G. Mironova. Disposal of first class hazards eco toxicants white...
3. Объекты и методы исследования
В работе использованы культуры выделенные ранее Aspergillus niger AM1 и АМ2, и Streptomyces sp. A8, а также три коллекционных штамма Aspergillus niger (FW-650, FW-2664 и FW-2731), бактерии Achromobacter xylosoxi-dans, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus firmus и Salmonella typhimurium ВА13.
Белый фосфор технической чистоты приобретен в ПАО «Химпром» (г. Новочебок-сарск). Куски этого вещества хранились в банке из темного стекла, заполненной водой.
Красный фосфор марки «ЧДА» приобретен в АО «Камтэкс-Химпром» (г. Пермь). Он имеет консистенцию порошка, хранится в пластиковой заводской таре.
Произведен посев устойчивой микро-биоты в искусственную питательную среду, содержащую в качестве единственного источника фосфора белый фосфор в концентрациях от 0,01 до 1%, где и наблюдался рост. Посев производили в модифицированную среду Прид-хем-Готлиба. Классическая среда Придхем-Готлиба не содержит моносахариды в качестве источников углерода, а в качестве таковых выступают нефтепродукты. Модификация включает глюкозу в качестве источника углерода. Состав модифицированной среды (в перерасчете на 1 л): глюкоза - 5 г, (NH4)2SO4 - 2,64 г, MgSO4 - 0,49 г, CuSO4^O - 0,1 г, FeSO4 7H2O - 0,02 г, MnCl2 4H2O - 0,15 г, ZnSO4 7H2O - 0,27 г, и белый фосфор в различных концентрациях, либо красный фосфор. В контрольную среду в качестве источника фосфора вносили K2HPO4 3H2O - 7,4 г, KH2PO4 - 2,38 г. Полужидкая модификация среды достигалась после внесения агара -4-8 г. Белый фосфор эмульгировали в стерилизованной дистиллированной воде. Концентрация белого фосфора до культивирования рассчитывали следующим образом. Готовили эмульсию из 1 г белого фосфора в 50 мл воды, ее расчетная концентрация составляла 2%. После культивирования концентрация не замерялась, однако рост микроорганизма сам указывает на ее снижение: для роста нужен фосфат, а он мог образоваться только из белого фосфора. Красный фосфор вносили в среды в виде порошка, предварительно увлажненного
во избежание возгорания.
Посев Aspergillus niger АМ1, споры которого были внесены вместе с белым фосфором, производили в данную среду с содержанием белого фосфора в концентрации 0,01 и 0,05% по массе. В положительный контроль вносился фосфат. В отрицательный контроль источники фосфора не вносили. Через 60 дней биомассу грибов пересевали в концентрации белого фосфора 0,05; 0,1 и 0,2%. После следующих 60 дней штаммы пересевали в более высокие концентрации Р4 - 0,5 и 1%. Аналогично был произведен посев Streptomyces sp. A8, выделенный из осадка сточных вод после добавления в него белого фосфора. Концентрации белого фосфора - 0,05; 0,1 и 0,2% по массе использовали для выращивания культуры грибов и стрептомицетов, но не бактерий, поскольку последние не переносят высокие концентрации вещества.
Посев A. niger АМ1 и S. sp. A8 осуществляли в виде спор, бактерии - в виде вегетативных клеток. Взвесь спор содержала 108 грибковых тел в мл, вносили по 0,2 мл на 20 мл среды. Культуры выращивали в колбах в 20 мл питательной среды без перемешивания и чашках Петри. Культивирование производилои в термостате, при 25°С.
Для генетического анализа образцы ДНК из культуры гриба A. niger АМ1 и стрепто-мицета S. sp. A8 выделяли по стандартным методикам, описанным в работах [14, 18]. Далее проводилась полимеразная цепная реакция (ПЦР) полученных фрагментов ДНК.
Для сравнения устойчивости к белому фосфору штаммов черного аспергилла применяли наш штамм Aspergillus niger АМ1, а также 3 штамма из Всероссийской коллекции микроорганизмов при ИБФМ им. Г.К. Скрябина.
Культуры высевали в планшеты Corning. Скорость роста оценивали микропланшетным ридером Infinite F200 Pro, Tecan (Австрия) по интенсивности поглощения света длиной волны А 550 нм, по методике из [8]. Максимальная концентрация белого фосфора была 1%. Для сравнения высевали культуры бактерий Achromobacter xylosoxidans, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus firmus и Salmonella typhimurium. Целью было обнаружение минимальной ингибирующей концентрации (МИК)
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
2019;4(4):410-421
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЯ ECOLOGY
белого фосфора для перечисленных микроорганизмов.
Для наблюдения за превращением P4 был использован ЯМР - спектрометр высокого разрешения Avance 400 (Bruker). Пробы среды отбирали при помощи инсулиновых шприцев. Опытную среду очищали от гифов гриба при помощи фильтра Millex®-HV (Syringe-driven Filter Unit), надеваемого на шприц. Диаметр фильтра 33 мм, диаметр пор 0,45 мкм. Параметры съемки спектров: Bruker Avance III 400 МГц 31P{1H} - (161,9 МГц, 25 среда Придхем-Готлиба °c).
Поскольку белый фосфор при комнатной температуре активно реагирует с ионами двухвалентной меди, до последнего времени не был подтвержден факт его биодеградации. Превращения можно было объяснить химической реакцией. Впервые была проведена дальнейшая модификация среды Придхем-Готлиба путем исключения из ее состава не только источника фосфора - фосфата, но и сульфата меди. Только исключив из состава CuSO4, и наблюдая, тем не менее, рост микроорганизмов, можно получить более обоснованные доводы в пользу биодеградации белого фосфора.
Посев производили в модифицированную среду Придхем-Готлиба (ПГ). В модификацию среды без двухвалентной меди не вносили компонент CuSO45H2O.
Статистическую обработку результатов исследований по скорости роста микроорганизмов в средах с элементным фосфором и без него проводили по программе Excel.
4. Результаты и их обсуждение
В отрицательном контроле без источников фосфора выросло 11 колоний Aspergillus niger АМ1. Они занимают сравнительно большую площадь, очень медленно растут с неразвитым мицелием и слабым спороношением. Видимо, сказался недостаток фосфора. В опыте - в среде с 0,05% белого фосфора - колоний выросло меньше (33 колонии), чем в положительном контроле (49 колоний). Однако они нормально растут и формируют споры, не испытывают дефицита фосфора. Отсюда можно заключить, что исследуемый микроорганизм обладает способностью использовать в каче-
стве источника фосфора сам Р4 и продукты его химических превращений.
Следующие пересевы были произведены в среды с более высокими концентрациями белого фосфора (0,05%; 0,1%; 0,2%; 0,5% и 1%) Р4, с целью адаптации гриба Aspergillus niger АМ1 к ним. Результаты позволяют заключить, что черный аспергилл переносит присутствие белого фосфора в среде даже в концентрации 1%. Самая высокая исследованная нами концентрация белого фосфора - 1% соответствует превышению ПДК белого фосфора в сточных водах в 5103 раз. При этом ПДК элементного фосфора в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляет всего 0,0001 мг/л, т.е. концентрация 1% превышает ее уже в 1108 раз [1]. В средах с более низким содержанием Р4 рост грибов более интенсивный - это определялось визуально. Стрептомицет после четвертого пересева стал расти при концентрации 1%, т.е. выработал устойчивость быстрее и эффективнее чем гриб.
Для генетической идентификации гриба, по морфологическим признакам отнесенного к виду A. niger, была определена нуклеотид-ная последовательность его регионов ITS1 и ITS2. Это позволило идентифицировать данный микроорганизм как новый штамм Aspergil-lus niger. Ему присвоен номер A. niger АМ1 [5]. Для штамма А8 было установлено сходство по нуклеотидным последовательностям 16S рДНК 99,74% со Streptomyces sampsonii. К данному виду и предложено относить выделенный штамм.
Интересно спонтанное появление в среде с белым фосфором культуры Aspergillus niger АМ1 с измененной морфологией и окраской, быстрее растущей в среде с исследуемым ксенобиотиком. В одном повторе посева колония стала развиваться быстрее, чем в других, хотя условия были совершенно идентичны. Лидирующая культура стала вырабатывать пигмент и приобретать более насыщенную желтую окраску. Окрасилась не только колония, но и культуральная среда, т.е. пигмент растворим в воде. Судя по тому, что этот гриб эффективнее набирал биомассу в среде с белым фосфором, его приспособленность к существованию в данной среде выше, чем у предковой культуры.
А.З. Миндубаев, Э.В. Бабынин, А.Д. Волошина, Е.К. Бадеева, С.Т. Минзанова, Л.Г. Миронова.
Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности... Anton Z. Mindubaev, Edward V. Babynin, Alexandra D. Voloshina, Elena K. Badeeva, Salima T. Minzanova, Lyubov' G. Mironova. Disposal of first class hazards eco toxicants white...
Этому штамму дано название A. niger АМ2.
Метод ЯМР показал устойчивость культуры АМ1 к продуктам неполного окисления Р4. Сам факт возникновения устойчивости к этой группе веществ интересен, фосфиты и гипо-фосфиты являются антимикробными агентами [21, 22]). Однако ожидаемый результат - полное метаболическое превращение белого фосфора в фосфат - еще предстоит подтвердить. Оказалось, что все четыре штамма A. п^г FW-650, FW-2664 и FW-2731 и АМ1 выдерживают концентрацию белого фосфора 1%. МИК для них так и не была найдена. Поскольку все исследованные штаммы представляют собой случайную выборку из общего разнообразия A. niger, можно предполагать, что высокая устойчивость к белому фосфору - признак, характеризующий все черные аспергиллы или
большинство из них. Тем не менее при концентрациях 0,5 и 0,25% штамм АМ1 рос быстрее, т.е. оказался более устойчивым (рис. 2). Для бактерий МИК была найдена и составила для A. xylosoxidans 0,125%, B. firmus 0,25%, P. aeruginosa и S. typhimurium 0,5%. Из этого можно заключить, что черные аспергиллы более устойчивы к белому фосфору, чем бактерии.
Авторы работы предположили, что, исключая из состава питательной среды сульфат меди, можно получить среду, непригодную для роста микроорганизмов. Известно, какую колоссальную роль играют соли переходных металлов в жизнедеятельности любых живых клеток. Однако экспериментально установлено, что в культуральной среде, не содержащей сульфат меди, рост грибов не отличается от роста в контроле с медью (рис. 3).
OD550
0,4Ь
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
V
T
A
Ж
¿Р
■AMI
■FW 650
FW-2731
■FW 2664
Рис. 2. Рост штаммов A. niger в среде с белым фосфором без фосфата, на третьи сутки после посева Ось абсцисс - концентрация белого фосфора, %. Ось ординат - оптическое поглощение при А 550 нм
Fig. 2. The growth of A. niger strains in the phosphate deficient medium containing white phosphorus,
on the third day of cultivation. X- axis: concentration (%) of white phosphorus. Y-axis: optical density at А=550 nm
2019;4(4):410-421
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
Ш
415
ЭКОЛОГИЯ ECOLOGY
Рис. 3. Рост штаммов A. niger в среде с белым фосфором без фосфата, на третьи сутки после посева. Ось абсцисс - концентрация белого фосфора, %. Ось ординат - оптическое поглощение при А 550 нм
Fig. 3. The growth of A. niger AM1 on the fifth day after inoculation. It can be seen that there is no significant difference between culture growth in the medium variant with copper and without copper. The abscissa axis is the concentration of white phosphorus,%. Y-axis - Optical Density (OD) at А = 550 nm
Следует отметить, что при внесении эмульсии белого фосфора в среду, не содержащую медь, не наблюдалось выпадение черного осадка, отмеченное в более ранних работах. Значит, Р4 не вступает в химическую реакцию и сохраняется в среде более длительное время. Этот факт является дополнительным аргументом в пользу того, что имеет место микробная биодеградация белого фосфора, а не химическая нейтрализация ионами меди.
Красный фосфор оказался практически лишенным токсичности для аспергилла. При выращивании в полноценной (с фосфатом) среде на чашке Петри с нанесениями красного фосфора в физиологическом растворе мицелий гриба растет буквально на красном фос-
форе. Зоны подавления роста вокруг нанесенного вещества не образуются. Отмечена стимуляция спорообразования красным фосфором: конидиеносцы со спорами появляются в первую очередь в местах соприкосновения мицелия с исследуемым веществом (рис. 4).
В среде без фосфата, с красным фосфором в качестве единственного источника фосфора, также наблюдается рост аспергилла. Красный фосфор практически нерастворим в водных средах и в пробирках с культуральной средой оседает на дно. По-видимому, происходит медленное окисление красного фосфора с образованием фосфорной кислоты, возможно, ускоряемое метаболическими процессами гриба.
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
2019;4(4):410-421
А.З. Миндубаев, Э.В. Бабынин, А.Д. Волошина, Е.К. Бадеева, С.Т. Минзанова, Л.Г. Миронова.
Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности... Anton Z. Mindubaev, Edward V. Babynin, Alexandra D. Voloshina, Elena K. Badeeva, Salima T. Minzanova, Lyubov' G. Mironova. Disposal of first class hazards eco toxicants white...
Рис. 4. Рост A. niger АМ1 в присутствии красного фосфора (на фотографии выглядит как пятна пурпурного цвета). Зона подавления роста отсутствует, и в местах соприкосновения мицелия с красным фосфором образование спор началось раньше. Снимок сделан через четверо суток после посева
Fig.4. The growth of A. niger AM1 in the presence of red phosphorus (visible as purple spots in the picture)
after 4 days of incubation. The absence of the growth suppression zone is observed. Spore formation initiated from the point of intersection between the mycelium and red phosphorus
5. Выводы
1. Впервые наблюдался рост микроорганизмов в культуральных средах, содержащих белый фосфор в качестве единственного источника фосфора. Получена культура черного аспергилла с измененной морфологией, более адаптированная к росту в среде с белым фосфором по сравнению с исходной культурой. Показано, что устойчивость к белому фосфору - признак, характеризующий различные штаммы А. п1двг. Устойчивость к белому фосфору
связана с таксономической принадлежностью микроорганизма. Бактерии разных видов более чувствительны к негативному воздействию белого фосфора, чем A. niger. Методом ЯМР определены метаболиты белого фосфора в питательной среде.
2. Красный фосфор не проявляет токсические свойства в отношении A. niger АМ1, и является источником фосфора для этого штамма.
Библиографический список
1. Алексеенко В.А., Бузмаков С.А., Панин М.С. Геохимия окружающей среды: монография. Пермь: Изд-во ПГНИУ. 2013. 359 с.
2. Ван Везер Дж.Р. Фосфор и его соединения. М.: Изд-во иностр. лит-ры. 1962. 688 с.
3. Вербовой А.Ф. Состояние костной ткани и кальций-фосфорного обмена у рабочих фосфорного производства // Казанский медицинский журнал. 2002. Т.83. № 2. С.147-150.
4. Миндубаев А.З., Бабынин Э.В., Бадеева Е.К., Пискунов Д.Б., Махиянов А.Н., Минзанова С.Т. [и др.]. Генотоксичность и цитогенетическое дей-
ствие белого фосфора // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. № 1. С. 81-94.
http://doi.Org/.org/10.21285/2227-2925-2019-9-1-81-94
5. Миндубаев А.З., Волошина А.Д., Бабынин Э.В., Бадеева Е.К., Хаяров Х.Р., Минзанова С.Т. и др. Микробиологическая деградация белого фосфора // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 1. С. 33-37.
http://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-1 -33-37
6. Balajee S.A., Marr K.A. Conidial Viability Assay for Rapid Susceptibility Testing of Aspergillus Species //
2019;4(4):410-421
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
ШМ
417
Journal of Clinical Microbiology. 2002. Vol. 40. № 8. P. 2741-2745.
http://doi.org/10.1128/jcm.40.8.2741-2745.2002
7. Caffarri S., Tibiletti T., Jennings R.C., Santabarbara S.A. Comparison Between Plant Photosystem I and Photosystem II Architecture and Functioning // Current Protein and Peptide Science. 2014. Vol.15. № 4. P. 296-331.
http://doi.org/10.2174/13892037156661403271022188
8. Deak E., Wilson S.D., White E., Carr J.H., Balajee S.A. Aspergillus terreus Accessory Conidia Are Unique in Surface Architecture, Cell Wall Composition and Germination Kinetics // PLoS ONE. 2009. Vol. 4. № 10. P. 1-7. http://doi.org/1371/journal.pone.0007673
9. Dierkers A.T., Niks D., Schlichting I., Dunn M.F. Tryptophan Synthase: Structure and Function of the Monovalent Cation Site // Biochemistry. 2009. Vol. 46. P. 10997-11010. http://doi.org/10.1021/bi9008374
10. Duerksen-Hughes P., Richter P., Ingerman L., Ruoff W., Thampi S., Donkin S. Toxicological profile for white phosphorus // U.S. Department of health and human services. USA. 1997. 248 p.
11. Gleason W. An Introduction to Phosphorus: History, Production, and Application // JOM. 2007. Vol. 59. №. 6. P. 17-19.
http://doi.org/10.1007/s11837-007-0071-y
12. Соколенко О. Крылья бабочки урании [Электронный ресурс] // Элементы. URL: https://elementy.ru/kartinka_dnya/827/Cheshuyki_kryla _babochki_uranii (дата обращения 18.6.2019).
13. Deano. Remnants of the Vietnam War: Wrecks & Captured Aircraft [Электронный ресурс] // Pinterest.ru. URL:
https://www.pinterest.ru/pin/223772675210899702/ (дата обращения 16.9.2019).
14. James T.Y., Kauff F., Schoch C.L., Matheny P.B., Hofstetter V., Cox C.J I. et ol. Reconstructing the early evolution of Fungi using a six-gene phylogeny // Nature. 2006. Vol. 443. P. 818-822.
https://doi.org/10.1038/nature05110
15. Mathews R.J. The 1980 Convention on Certain Conventional Weapons: A useful framework despite earlier disappointments // IRRC. 2001. Vol. 83. №. 844. P. 991-1012.
https://doi.org10.1017/S1560775500183506
16. Nonhebel H.M. Tryptophan-Independent Indole-3-Acetic Acid Synthesis: Critical Evaluation of the Evidence // Plant Physiology. 2015. Vol. 169. №. 2. P. 1001-1005. https://doi.org/10.1104/pp.15.01091
17. Reyhani R. The legality of the use of white phosphorus by the united states military during the 2004 Fallujah assaults // JLASC. 2007. Vol. 10. №. 1. P. 1-45.
18. Sambrook J., Russell D.W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Volume 1, 2, 3 // Cold Spring Harbour Laboratory Press, Cold Spring Harbour, New York. 2001. 2344 p.
19. Semrau J.D. Bioremediation via methanotrophy: overview of recent findings and suggestions for future research // Front Microbiol. 2011. Vol. 2. №. 209. P. 1-7. https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00209.
20. Shima S., Warkentin E., Thauer R.K., Ermler U. Structure and Function of Enzymes Involved in the Methanogenic Pathway Utilizing Carbon Dioxide and Molecular Hydrogen // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2002. Vol. 93. №. 6. P. 519-530. https://doi.org/10.1016/s1389-1723(02)80232-8
21. Smillie R., Grant B.R., Guest D. The Mode of Action of Phosphite: Evidence for Both Direct and Indirect Modes of Action on Three Phytophthora spp. in Plants // Phytopatology. 1989. Vol. 79. № 9. P. 921-926. https://doi.org/10.1094/Phyto-79-921
22. Suppmann B., Sawers G. Isolation and characterization of hypophosphite--resistant mutants of Escherichia coli: identification of the FocA protein, encoded by the pfl operon, as a putative formate transporter // Mol Microbiol. 1994. Vol. 11. № 5. P. 965-982. https://doi.org/10.1111/j. 1365-2958.1994.tb00375.x
23. Van der Klei I.J., Yurimoto H., Sakai Y., Veenhuis M. The significance of peroxisomes in methanol metabolism in methylotrophic yeast // Biochimica et Biophysi-ca Acta. 2006. Vol. 1763. № 12. P. 1453-1462. https://doi.org/10.1016/j. bbamcr.2006.07.016
24. Wackett L.P. The Metabolic Pathways of Biodegradation // The Prokaryotes. 2014. Vol. 2. P. 383-393. https://doi.org/10.1007/978-3-642-31331-8 76
References
1. Alekseenko VA, Buzmakov SA, Panin MS. Geochemistry of the environment. Publishing house of the Perm State National Research University. 2013. 359 p. (In Russian)
2. Van Wazer JR. Phosphorus and its compounds. Iz-datel'stvo inostrannoy literaturi. 1962. 688 p. (In Russian)
3. Verbovoy AF. Bone health and calcium-phosphorus metabolism in workers phosphorus production. Kazan-skii meditsinskii zhurnal = Kazan Medical Journal. 2002;83 (2):147-150. (In Russian)
4. Mindubaev AZ, Babynin EV, Piskunov DB, Makhi-yanov AN, Badeeva EK, Minzanova ST et al. Genotoxi-city and cytogenetic effect of white phosphorus.
А.З. Миндубаев, Э.В. Бабынин, А.Д. Волошина, Е.К. Бадеева, С.Т. Минзанова, Л.Г. Миронова.
Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности. Anton Z. Mindubaev, Edward V. Babynin, Alexandra D. Voloshina, Elena K. Badeeva, Salima T. Minzanova, Lyubov' G. Mironova. Disposal of first class hazards eco toxicants white...
Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Bio-tekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2019;9(1):81—94. http://d0i.0rg/l 0.21285/2227-2925-2019-9-1-81-94 (In Russian)
5. Mindubaev AZ, Voloshina AD, Babynin EV, Badeeva EK, Khayarov KhR, Minzanova ST et al. Microbiological degradation of white phosphorus. Ekologiya i promysh-lennost'Rossii. 2018;22(1):33-37. (In Russian)
6. Balajee SA, Marr KA. Conidial Viability Assay for Rapid Susceptibility Testing of Aspergillus Species. Journal of Clinical Microbiology. 2002;40(8):2741-2745. http://dx.doi.org/10.1128/jcm.40.8.2741-2745.2002
7. Caffarri S, Tibiletti T, Jennings RC, Santabarbara SA. Comparison Between Plant Photosystem I and Photosystem II Architecture and Functioning. Current Protein and Peptide Science. 2014;15(4):296-331. http://doi.org/10.2174/1389203715666140327102218
8. Deak E, Wilson SD, White E, Carr JH, Balajee SA. Aspergillus terreus Accessory Conidia Are Unique in Surface Architecture, Cell Wall Composition and Germination Kinetics. PLoS ONE. 2009;4(10):1-7. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0007673
9. Dierkers AT, Niks D, Schlichting I, Dunn MF. Trypto-phan Synthase: Structure and Function of the Monovalent Cation Site. Biochemistry. 2009;46:10997-11010. https://doi.org/10.1021/bi9008374
10. Duerksen-Hughes P, Richter P., Ingerman L., Ruoff W., Thampi S., Donkin S. Toxicological profile for white phosphorus // U.S. Department of health and human services. USA. 1997. 248 p.
11. Gleason W An Introduction to Phosphorus: History, Production, and Application. JOM. 2007;59(6):17-19. https://doi.org/10.1007/s11837-007-0071-y
12. Sokolenko O. The Wings of a butterfly Urania. Ele-menty. Available from:
https://elementy.ru/kartinka_dnya/827/Cheshuyki_kryla _babochki_uranii [Accessed 18th June 2019]. (In Russian)
13. Deano. Remnants of the Vietnam War: Wrecks & Captured Aircraft. Pinterest.ru. Available from: https://www.pinterest.ru/pin/223772675210899702/ [Accessed 16th September 2019].
14. James TY, Kauff F, Schoch CL, Matheny PB, Hof-stetter V, Cox CJ et al. Reconstructing the early evolution of Fungi using a six-gene phylogeny. Nature.
Критерии авторства
Миндубаев А.З., Бабынин Э.В., Волошина А.Д., Бадеева Е.К., Минзанова С.Т., Миронова Л.Г. имеют равные авторские права и несут равную ответственность за плагиат.
2006;443:818-822. https://doi.org/10.1038/nature05110
15. Mathews RJ. The 1980 Convention on Certain Conventional Weapons: A useful framework despite earlier disappointments. RRC. 2001;83(844):991-1012. https://doi.org/10.1017/S1560775500183506
16. Nonhebel HM. Tryptophan-Independent Indole-3-Acetic Acid Synthesis: Critical Evaluation of the Evidence. Plant Physiology. 2015;169(2):1001-1005. https://doi.org/10.1104/pp. 15.01091
17. Reyhani R. The legality of the use of white phosphorus by the united states military during the 2004 Fallujah assaults. JLASC. 2007;10(1):1-45.
18. Sambrook JF, Russell DW, ed. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. In Sambrook JF, Russell DW (eds.). Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2001 ;1— 3:2100 p.
19. Semrau JD. Bioremediation via methanotrophy: overview of recent findings and suggestions for future research. Front Microbiol. 2011 ;2(209):1-7. https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00209
20. Shima S, Warkentin E, Thauer RK, Ermler U. Structure and Function of Enzymes Involved in the Methano-genic Pathway Utilizing Carbon Dioxide and Molecular Hydrogen. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2002;93(6):519-530.
https://doi.org/10.1016/s1389-1723(02)80232-8
21. Smillie R, Grant BR, Guest D. The Mode of Action of Phosphite: Evidence for Both Direct and Indirect Modes of Action on Three Phytophthora spp. in Plants. Phytopatology. 1989;79(9):921-926. https://doi.org/10.1094/Phyto-79-921
22. Suppmann B, Sawers G. Isolation and characterization of hypophosphite--resistant mutants of Escherichia coli: identification of the FocA protein, encoded by the pfl operon, as a putative formate transporter. Mol Microbiol. 1994; 11 (5):965—982. https://doi.org/10.1111/j. 1365-2958.1994.tb00375.x
23. Van der Klei I.J., Yurimoto H., Sakai Y., Veenhuis M. The significance of peroxisomes in methanol metabolism in methylotrophic yeast // Biochimica et Biophysi-ca Acta. 2006;1763;12:1453-1462. https://doi.org/10.1016/j. bbamcr.2006.07.016
24. Wackett LP. The Metabolic Pathways of Biodegradation. The Prokaryotes.2014;2:383-393. https://doi.org/10.1007/978-3-642-31331 -8_76
Contribution
Mindubaev A.Z., Babynin E.V., Voloshina A.D., Badeeva E.K., Minzanova S.T., Mironova L.G. have equal copyrights and bear equal responsibility for plagiarism
2019;4(4):410-421
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
И
419
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.
Сведения об авторах Миндубаев Антон Зуфарович,
кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник, Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ "Казанский научный центр РАН",
420088, г. Казань, ул. Академика Арбузова, £ Россия,
Н е-mail: mindubaev@iopc.ru, mindubaev-az@yandex.ru
Information about the authors Anton Z. Mindubaev,
Cand. Sci. (Chemistry), Associate Professor, Senior Researcher,
Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, FRC Kazan Scientific Center of RAS, 8 Arbuzov Str., Kazan, 420088, Russia, И e-mail: mindubaev@iopc.ru, mindubaev-az@yandex.ru
Бабынин Эдуард Викторович,
кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики Института фундаментальной медицины и биологии,
Казанский федеральный университет, 420012, Казань, Карла Маркса, 76, Россия, е-^шУ: edward.b67@mail.ru
Edward V. Babynin,
Cand. Sci. (Biology), Associate Professor
of the Department Genetics Institute of Fundamental
Medicine and Biology,
Kazan federal university,
76 Karl Marx Str., Kazan 420012, Russia,
e-mail: edward.b67@mail.ru
Волошина Александра Дмитриевна,
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией микробиологии, Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ "Казанский научный центр РАН",
420088, г. Казань, ул. Академика Арбузова, 8, Россия,
е-^шУ: microbi@iopc.ru
Alexandra D. Voloshina,
Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher,
Head of the Laboratory of Microbiology,
Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry,
FRC Kazan Scientific Center of RAS,
8 Arbuzov Str., Kazan, 420088, Russia,
e-mail: microbi@iopc.ru
Бадеева Елена Казимировна,
кандидат химических наук, научный сотрудник, Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ "Казанский научный центр РАН",
420088, г. Казань, ул. Академика Арбузова, 8, Россия,
е-^шУ: ybadeev.61@mail.ru
Elena K. Badeeva,
Cand. Sci. (Chemistry), Researcher, Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, FRC Kazan Scientific Center of RAS, 8 Arbuzov Str., Kazan, 420088, Russia, e-mail: ybadeev.61@mail.ru
А.З. Миндубаев, Э.В. Бабынин, А.Д. Волошина, Е.К. Бадеева, С.Т. Минзанова, Л.Г. Миронова.
Возможность обезвреживания экотоксикантов первого класса опасности... Anton Z. Mindubaev, Edward V. Babynin, Alexandra D. Voloshina, Elena K. Badeeva, Salima T. Minzanova, Lyubov' G. Mironova. Disposal of first class hazards eco toxicants white...
Минзанова Салима Тахиятулловна,
кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник, Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ "Казанский научный центр РАН",
420088, г. Казань, ул. Академика Арбузова, 8, Россия,
е-mail: minzanova@iopc.ru
Salima T. Minzanova,
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Senior Researcher,
Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, FRC Kazan Scientific Center of RAS, 8 Arbuzov Str., Kazan, 420088, Russia, e-mail: minzanova@iopc.ru
Миронова Любовь Геннадьевна,
инженер - исследователь, Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ "Казанский научный центр РАН",
420088, г. Казань, ул. Академика Арбузова, 8, Россия,
е-mail: mironoval1963@gmail.com
Lyubov' G. Mironova,
research engineer,
Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, FRC Kazan Scientific Center of RAS, 8 Arbuzov Str., Kazan, 420088, Russia, e-mail: mironoval1963@gmail.com
2019;4(4):410-421
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582
(print) ISSN 2500-1574 (online)
И
421
